WAAROM TITANIUM?

Omdat titanium, ogenschijnlijk onverenigbare eigenschappen als laag gewicht, hoge stijfheid en lange levensduur, verenigt met comfort en het perfecte rijgevoel (door het trillinggedrag is de weg perfect te lezen), ben ik van mening dat titanium het perfecte framemateriaal is.

Maar waarom dan geen carbon of aluminium?

Hieronder een opsomming van de primaire eigenschappen van de materialen, die voor het frameontwerp en het gebruik een rol spelen.

De kracht die nodig is om een buis stuk te trekken. Een sterkere buis heeft minder materiaal nodig om heel te blijven. Hierdoor kan gekozen worden het frame lichter te maken. Ook kan gekozen worden om een andere buisdiameter te kiezen voor meer comfort of meer stijfheid. Er is dus ruimte om de performance te tunen.

Het aantal lastwisselingen die een buis kan hebben voor er scheurvorming optreedt. Bij een titanium frame is zo ontworpen dat het nooit over de grens gaat. Hij zal dus een oneindig aantal belastingen kunnen hebben. Aluminium is het materiaal dat de minste lastwisselingen kan hebben. Bij een carbon frame hangt het af van de verwerking (lijnverbindingen, gebruikte epoxy en aluminium verbindingsdelen).

Een bros materiaal breekt bij overbelasting direct, zonder vervorming of waarschuwing. Een taai frame vervormt eerst, het rekt. Hierdoor is er een veiligheidsmarge voor het mis gaat. Aluminium breekt naast de laszone extreem bros, ineens is de breuk er, en vaak is de buis dan ook door. Bij carbon is breukvormig vaak erg bros en slecht zichtbaar, omdat dit niet in de buitenste laag van het frame hoeft te zitten.

Titanium is, als het eenmaal een frame is, volledig bestand tegen de dagelijkse invloeden van gebruik. Denk hierbij aan zouten (van zweet, zeeklimaat of pekel), water en olie. Het materiaal zelf is dus onderhoudsvrij en kan het hele jaar door in alle omstandigheden gebruikt worden. Aluminium is extreem corrosief, de zilveren kleur die wij kennen is een oxidelaag, die door weersinvloeden en kleine krasjes, steeds een stukje dieper komt te liggen. Tot het tot breukvorming komt. En hoewel carbon zelf goed tegen de meeste zouten kan, is de epoxy vaak wel gevoelig voor reinigingsmiddelen en bepaalde oliën. En uiteraard zijn aluminium verbindingsdelen (kabelstops, bidonhouderbevestiging) wel degelijk gevoelig voor weersinvloeden.

Als tijdens belasting het materiaal over de rekgrens heengaat, zal het niet meer in zijn originele vorm terugkomen. Het is ‘verbogen’. Omdat de rekgrens van Titanium hoog ligt, in combinatie met een laag soortelijk gewicht, kan een licht frame gebouwd worden, zonder dat het risico ontstaat dat het frame blijvend zal vervormen. Bij aluminium is veel meer materiaal nodig om deze blijvende vervorming te voorkomen. Carboncomposiet moet een stukje veiligheidsmarge ingebouwd krijgen want echt blijvend vervormen doet dit niet. Als de belasting te hoog is, zal het bijna direct scheuren.

Van de drie materialen heeft titanium het hoogste soortelijke gewicht. Dit is 4,5 kg/dm3. Bij dezelfde wanddikte en diameters, zou een titanium frame het zwaarst zijn. Echter, de andere twee materialen zouden hierdoor niet voldoende sterkte hebben. Er is met name bij aluminium veel meer materiaal nodig om de stijfheid en sterkte voldoende te maken om een goed frame te ontwerpen. Hierdoor zal een duurzaam aluminium frame bijna altijd zwaarder zijn dan een titanium frame. Bij carbon ligt dit wat gecompliceerder. Er is een lichter carbon frame te bouwen met dezelfde of hogere stijfheid dan een titanium frame. Het nadeel van het frame uit carbon is dan wel dat het in dagelijks gebruik gevoelig zal zijn voor belastingen die net even anders zijn dan de ontwerper bedacht had. Denk aan vervoer, schoonmaken of eenvoudigweg parkeren van de fiets. Een belasting dwars op de carbonvezels zal vaak fataal zijn, waar titanium deze belasting prima op kan vangen.

Dit is het percentage dat het materiaal rekt, voordat het kapot gaat. Hoe meer rek, hoe meer veiligheidsmarge.

Dit is een lastige, maar iedereen die wel eens op een modern stalen of titanium frame een snelle, lange afdaling heeft gedaan, kent dit gevoel. Staal en titanium lijken in rijgevoel erg op elkaar. Het materiaal geeft de hoogfrequente trillingen die ontstaan door het wegcontact heel goed door. Als berijder, kunnen wij deze trillingen onbewust lezen. Hierdoor weet je of je banden nog grip hebben, of je te hard een bocht in gaat of niet. En er is over het algemeen een marge om nog correctie uit te voeren als het net aan het misgaan is. Het doodse rijkarakter van aluminium en carbon (alle hoogfrequente trillingen worden eruit gefilterd) maakt het onmogelijk goed te lezen wat er onder je gebeurt, als het mis gaat, is het meestal ook goed mis.

De grotere trillingen (hobbels) in de weg, worden door staal en titanium weer beter gedempt (sommige carbon frames doen dit ook, door dempers of dunne staande achtervorken, helaas is het frame doordoor nog doodser in rijgevoel). Hierdoor hou je meer controle op hoge snelheid en op slechte wegen, waar een achterframe van een stijf aluminium of carbon frame loskomt van de weg.

Deze eigenschappen zijn vooral belangrijk in het hoofdframe. Het dempen van hoogfrequente trillingen van een voorvork ervaren we juist als comfortabel. Dit komt doordat we gaten in de weg aan zien komen en er op kunnen anticiperen (of er omheen rijden). Het wegfilteren van de hoogfrequente trillingen ervaren we aan de voorzijde als comfortabel. Ondanks dat een stalen vork de kuilen beter weghaalt. Een stalen vork moet echter wel weer extreem oversized gebouwd worden om voldoende sterk te zijn, wat een deel van het comfort weer tenietdoet. De ideale combi is dus een carbon vork met volledig stalen of titanium frame.

Het trillinggedrag van beide materialen is nagenoeg gelijk. Tijdens het rijden is dit niet voelbaar. Staal heeft als nadeel dat het zwaarder is dan titanium, het soortelijk gewicht is ongeveer het dubbele. Het voordeel van staal is dat het stijver en sterker is. De elasticiteitsmodulus is ongeveer het dubbele dan die van titanium. De sterkte is een beetje afhankelijk van de legering. Maar in de topmaterialen, is staal ongeveer anderhalf keer zo sterk als titanium.

Dit houdt in dat als je twee frame bouwt met dezelfde diameters, en bij titanium een twee keer zo dikke wand, het stalen en titanium frame even stijf en even zwaar zullen zijn. Titanium heeft wel tweemaal zoveel materiaal om belastingen op te vangen, het zal dus effectief sterker zijn en hierdoor en vanwege de corrosiebestendigheid, langer meegaan. Door nu de vorm en diameter van het titanium frame te vergroten (bij staal kan dit vaak niet meer omdat de wanddikte dan te dun wordt voor normaal gebruik), kun je een titanium frame even sterk maken als een stalen frame, met een lager gewicht, een hogere stijfheid en langere levensduur. Uiteraard kun je ook kiezen voor meer comfort met lager gewicht of een combinatie hiervan voor verschillende zones in het frame.

En met de Blacksmith Strada kan dit nu ook helemaal op maat met een geometrie en rijgedrag dat bij jou past